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    外部驱动式、贯通轴式和固定轴式直线步进电机的选用

    发布时间:2019-10-06 阅读量:

       一般来说,完成精确线性定位的一个常用办法是将电机(旋转运动)和滑动丝杆副配对制成一套线性定位体系。根据该线性执行机构,可构建许多与之相关的不同结构。这儿咱们将评论几种不同的办法,通过滑动丝杆副和步进电机创建线性执行机构。步进电机是运动操控运用中的常用选项,由于操作正确的话,它是不需求方位反应就能够完成精确定位的经济解决计划。

      直线步进电机有三种常用类型,分别是外部驱动式、贯穿轴式和固定轴式。

      直线步进电机

      一,外部驱动式直线步进电机

      该结构最简略的办法是将丝杆副直接作为电机轴。螺杆上的螺母有必要约束旋转以完成直线运动,该类型直线步进电机一般被称为外部驱动式。

      行程是一个重要考虑要素,在60~500mm行程的线性滑动体系中一般挑选外部驱动式电机。这种情况下,线性滑块和螺母衔接以避免螺母旋转,一起支撑负载,保证螺母不受潜在的侧向力影响。常用的导轨有线性滑动导轨和滚珠导轨两种,下图展现了不同类型的导轨结构

      长丝杆的确会带来一些危险,最大的危险是在行程中的某些方位执行器和丝杆会发生共振,这不会影响功用但会导致明显的噪音。在某些极点情况下,噪音或振荡大到使电机失步然后导致方位偏差。选用细分,设置加减速等驱动技能可下降噪音,一起在规划上选用螺杆端部加轴承支撑的计划也有助于下降噪音。

      电机和负载的设备也需求要点关注。假如电机用于驱动线性模组,将电机设备于模组的一侧不只要利于接线方便以及螺母和滑块在导轨上往复运动,并且也利于渠道高度的最小化。假如选用贯穿式结构,则需求考虑电机的宽度是否能够接受,导轨的滑块高度是否会太高,由于现代工业的规划一直在寻求尺度微型化的理念.

      二,贯穿轴直线步进电机

      将螺母内置与电机中,丝杆可穿过电机作线性运动。该规划中丝杆需约束滚动以发生线性运动。

      贯穿轴(丝杆贯穿)电机一般的运用行程是30-200mm,比照外部驱动轴式电机,贯穿轴电机的优势是答应更大的设备同轴度差错。线性模组的丝杆和螺母假如与导轨平行度欠好,会导致体系问题发生,虽然螺母答应必定径向空隙,但关于整个模组来说,是不行的;贯穿轴式电机的螺母径向空隙能够答应丝杆的倾斜度1゜以内,能够忍受更大的体系差错。

      另一个只要贯穿轴电机能完成的运用是将电机作为滑动部件,与导轨滑块衔接,丝杆两头固定。该运用的一个长处是丝杆不做旋转滚动,因而没有临界速度的约束;第二个长处是在同一根丝杆上可设备多个电机,电机不能相互“通过”,可是其运动是相互独立的。

      如上文所指贯穿轴式电机的优势是答应体系有必定的设备不同心,但它不只仅适用于设备差错稍大的运用,一起也适用于比如活塞泵这样的精确定位和设备的运用。螺杆自定心的规划可使其随导向习惯不同心的设备,也能够避免对活塞密封件发生侧向力

      三,固定轴直线步进电机

      在一些无法供给螺母或螺杆防转的机械设备的运用场合,可选用第三种类型的电机。这种类型与贯穿轴式电机一样螺母内置于机身,螺杆轴与花键轴衔接,花键和电机前端的花键套合作避免滚动,然后完成电机的线性运动。该类型电机被称为固定轴式电机。

      在短行程要求的运用,例如小于50mm,且无法供给止转设备的场合可主张运用固定轴式电机。该类型电机的优势是结构紧凑无需止转的机械设备,电机前端的花键套是模具制造,不能够接受大的侧向力,规划功用主要是约束螺杆相关于电机的滚动效果。关于需求接受侧向负载的场合可用滚珠花键的规划,由于花键套的循环滚珠规划可增加固定轴式电机的侧向受载能力。

      固定轴式电机一般将电机机身设备固定,电机出轴直接推进负载(负载不与轴固定);当负载和电机轴固定衔接时,需注意整个体系是否有过定位的可能。

      直线步进电机可增加不同的选项,但有些选项是仅某一种或几种电机可选。旋转编码器一般用于反应电机是否移动了给定量,可适配与一切类型的混合式直线步进电机。

      直线步进电机

      在一些不完全需求编码器,只需求保证电机每次在已知方位开端运动的运用场合,能够装备原点方位开关。开关能够是触摸式(机械式开关)或者非触摸式(近零开关)。方位开关可直接设备在固定轴式电机的后端,由于电机的行程是已知且可控的;其他类型的电机传感器则需设备在体系的其他零件上。

      丝杆副传动的高效率的原因之一是丝杆和螺母间存在空隙,可是这也导致在换向时会有方位差错,为下降该差错可在外部驱动式电机上选用消空隙螺母。有许多类型的消空隙螺母可供挑选,可根据详细运用时的要害目标进行选用。贯穿轴式电机和固定轴式电机只要简略的压缩弹簧式消隙螺母可选,可设备的电机的任一端。

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